Взаимосвязь экологии с другими науками

Содержание, предмет и задачи экологии

Содержание современной экологии лучше всего можно определить, исходя из концепции уровней организации живой материи, которые составляют своеобразный «биологический центр».

Ген, клетка, орган, организм, популяция и сообщество – основные уровни организации жизни. Они располагаются в иерархическом порядке – от малых систем к крупным. На каждом уровне или ступени в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой понимаются упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.

Обычно выделяют несколько уровней организации живой материи, образующих иерархию: молекулярный – самый низкий уровень, на котором биологическая система проявляется в виде функционирования биологически активных крупных молекул – белков, липидов, нуклеиновых кислот, углеводов. С этого уровня наблюдаются свойства, характерные исключительно для живой материи: обмен веществ, протекающий при превращении лучистой и химической энергии, передача наследственности с помощью ДНК и РНК. Этому уровню свойственна устойчивость структур в поколениях.

Клеточный – уровень, на котором биологически активные молекулы сочетаются в единую систему. В отношении клеточной организации все организмы подразделяются на одноклеточные и многоклеточные.

Тканевый – уровень, на котором сочетание однородных клеток образует ткань. Он охватывает совокупность клеток, объединенных общностью происхождения и функций.

Органный – уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют определенный орган.

Организменный – уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма. Представлен определенными видами организмов.

Популяционно-видовой, где существует совокупность определенных однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местом обитания. На этом уровне происходят элементарные эволюционные изменения в целом.

Биоценоз и биогеоценоз (экосистема) – более высокий уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы. В биогеоценозе они взаимодействуют друг с другом на определенном участке земной поверхности с однородными абиотическими факторами.

Биосферный – уровень, на котором сформировалась природная система наиболее высокого ранга, охватывающая все проявления жизни в пределах нашей планеты. На этом уровне осуществляются все глобальные круговороты вещества и энергии, связанные с жизнедеятельностью организмов.

Основные свойства живых систем – структурная организация, способность к самовоспроизведению и самосборке, обмен веществ и энергии, раздражимость, поддержание постоянства внутренней среды, способность к адаптации и др. – реализуются уже на клеточном уровне.

Самой крупной и наиболее близкой к идеалу по «самообеспечению» веществом и энергией является биологическая система – биосфера.

Иерархический подход дает удобную основу для подразделения и изучения экологических ситуаций. На этом основании можно дать определение экологии как науки, ее содержания, предмета и задач.

Экология – это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания, с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Основным содержанием современной экологии является исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение функционирования биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем), биосферы, их продуктивности и энергетики.

 

Экология – одна из сравнительно молодых и бурно развивающихся наук.

Экологию по размерам объекта изучения делят на:

– аутэкологию (особи, организм и его среда);

– демэкологию (популяция и ее среда);

– синэкологию (биотическое сообщество, экосистема и их среда);

– географическую или ландшафтную экологию (крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среды);

– глобальную экологию (мегаэкология, учение о биосфере Земли).

По отношению к предметам изучения экологию подразделяют на эколо-гию микроорганизмов (прокариот), грибов, растений, животных, человека, сельскохозяйственную, промышленную (инженерную), общую экологию.

По средам и компонентам различают экологию суши, пресных водоемов, морскую, Крайнего Севера, высокогорий, химическую (геохимическую, био-химическую). По подходам к предмету выделяют аналитическую и динамиче-скую экологии. С точки зрения фактора времени рассматривают историческую и эволюционную экологии (в том числе археологию). В системе экологии человека выделяют социальную экологию (взаимоотношение социальных групп общества с их средой жизни).

Основные разделы современной экологии: общая (теоретическая) экология, биоэкология, геоэкология, экология человека и социальная экология, прикладная экология. Общая экология объединяет разнообразные экологические знания на едином научном фундаменте. Ее ядром является теоретическая экология, которая устанавливает общие закономерности функционирования экологических систем. Экспериментальная экология обеспечивает методическим инструментарием различные разделы науки. Но возможности эксперимента в экологии ограничены. Поэтому широко применяется моделирование, в частности математическое. Вместе с обработкой информации и количественным анализом фактического материала оно входит в раздел теоретической экологии, который называют математической экологией. Биоэкология – «классическая» экология, сформировавшаяся в рамках биологии. Она посвящена взаимодействиям со средой над организменных биологических систем всех уровней. В ней выделяются: экология отдельных особей как представителей определенного вида организмов – аутэкология; экология генетически однородных групп организмов одного вида, имеющих общее место обитания, – популяционная экология; экология многовидовых сообществ, биоценозов – синэкология; учение об экологических системах – биогеоценология. Еще один раздел составляет эволюционная экология – учение о роли экологических факторов в эволюции. На стыке биоэкологии и геохимии Земли на основе изучения роли живых организмов в планетарной трансформации солнечной энергии и в круговороте химических элементов возникло учение о биосфере – глобальной экологической системе. В сумму экологических знаний несколько отдельно от традиционной биоэкологии входит экология человека – комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей его природной и преобразованной самим человеком средой. Социальная экология как часть экологии человека – это объединение научных отраслей, изучающих связь общественных структур (начиная с семьи и других малых общественных групп) с природной и социальной средой их окружения. К этому объединению относятся экология народонаселения – экологическая демография и экология человеческих популяций. Прикладная экология –изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разработку принципов рационального использования природных ресурсов без деградации среды жизни. Инженерная экология – изучает взаимодействие техники и природы, закономерности формирования региональных и локальных природно-технических систем и способы управления ими в целях защиты природной среды и обеспечения экологической безопасности. Промышленная экология – изучает воздействие промышленности на природу, окружающую человека среду, разрабатывает средства регламентации этих воздействий и защиты от них окружающей среды. Сельскохозяйственная экология сливается с биологическими основами земледелия (агроэкология) и животноводства (экология сельскохозяйственных животных). Биоресурсная и промысловая экология изучает условия, при которых эксплуатация биологических ресурсов природных экосистем (лесов, континентальных водоемов, морей, океана) не приводит к их истощению и нарушению, утрате видов, уменьшению биологического разнообразия. Экология поселений, коммунальная экология – посвящена особенностям и влияниям различных факторов искусственно преобразованной среды обитания людей в жилищах, населенных пунктах, в городах (урбаэкология). Медицинская экология – область изучения экологических условий возникновения, распространения и развития болезней человека, обусловленных природными факторами и неблагоприятными техногенными воздействиями среды. Медицинская экология включает в качестве раздела рекреационную экологию, т.е. экологию отдыха и оздоровления людей, смыкающуюся с курортологией. Происходит интеграция знаний: в пограничных областях происходит взаимное обогащение наук. Размах экологизации указывает на то, что экология претендует на лидирующее положение в современной науке и способствует синтезу фундаментальных знаний о природе и обществе.